Viele wichtige Reaktionen in der Chemie und Biochemie sind pH-abhängig, sodass der pH-Wert der Lösung eine wichtige Rolle dabei spielen kann, ob und wie schnell eine Reaktion abläuft. Daher sind Pufferlösungen, die helfen, den pH-Wert stabil zu halten, für die Durchführung vieler Experimente wichtig. Natriumacetat ist ein schwach basisches Salz und die konjugierte Base von Essigsäure oder Essig. Eine Mischung aus Natriumacetat und Essigsäure ist ein guter Puffer für schwach saure Lösungen. Es gibt einige verschiedene Möglichkeiten, einen Acetatpuffer herzustellen, aber insbesondere eine Methode ist unkompliziert und relativ sicher.
Bestimmen Sie, wie viel Puffer Sie benötigen und welche Molarität Sie für Ihren Puffer benötigen. Die Molarität des Puffers ist die Anzahl der Mole des gelösten Stoffes oder der im Lösungsmittel gelösten Substanz dividiert durch das Gesamtvolumen der Lösung. Natriumacetat dissoziiert in Natriumionen und Acetationen, wenn es sich in Wasser auflöst. Folglich ist die Molarität des Acetats plus die Molarität der Essigsäure die Gesamtmolarität des Puffers. Die erforderliche Molarität hängt von der Art des Experiments ab, das Sie durchführen möchten, und variiert je nach Experiment. Die Menge an Puffer, die Sie benötigen, wird ebenfalls variieren. Fragen Sie also Ihren Lehrer oder überprüfen Sie das Protokoll, um zu sehen, was Sie benötigen.
Bestimmen Sie das Verhältnis von Essigsäurekonzentration zu Acetatkonzentration unter Verwendung der Henderson-Hasselbalch-Gleichung, pH = pKa + log (Acetatkonzentration/Essigsäurekonzentration). Der pKa-Wert von Essigsäure beträgt 4,77, während der benötigte pH-Wert je nach Experiment variiert. Da Sie sowohl pH als auch pKa kennen, können Sie diese Werte eingeben, um das Verhältnis der Konzentrationen zu ermitteln. Angenommen, Sie benötigen beispielsweise einen pH-Wert von 4, können Sie die Gleichung als 4 = 4,77 + log (Acetat/Essigsäure) oder -0,77 = log (Acetat/Essigsäure) schreiben. Da die logarithmische Basis 10 von x = y als 10 in y = x umgeschrieben werden kann, ist Acetat/Essigsäure = 0,169.
Verwenden Sie das Verhältnis der Konzentrationen und die Puffermolarität, um die benötigte Molarität jeder Chemikalie zu ermitteln. Da die Molarität von Acetat + Molarität von Essigsäure = Puffer-Molarität und da Sie das Verhältnis von Acetat zu Essigsäure kennen know Säure aus Schritt 2, können Sie diesen Wert in die Puffer-Molaritätsgleichung einsetzen, um die Molarität jeder Komponente zu ermitteln. Wenn beispielsweise das Verhältnis der Konzentrationen 0,169 beträgt, ist 0,169 = Acetat/Essigsäure, also (0,169) x Essigsäurekonzentration = Acetatkonzentration. Ersetzen Sie (0,169) x Essigsäurekonzentration für die Acetatkonzentration in der Puffermolaritätsgleichung und Sie erhalten 1,169 x Essigsäurekonzentration = Puffermolarität. Da Sie die Molarität des Puffers kennen, können Sie dieses Problem lösen, um die Essigsäurekonzentration zu ermitteln und dann nach der Acetatkonzentration aufzulösen.
Berechnen Sie, wie viel Essigsäure und Natriumacetat Sie hinzufügen müssen. Denken Sie daran, dass beim Verdünnen einer Substanz M1 x V1 = M2 x V2 ist, was bedeutet, dass das ursprüngliche Volumen mal die ursprüngliche Molarität = das Endvolumen mal die endgültige Molarität. In Schritt 3 haben Sie die benötigte Molarität von Essigsäure gefunden, sodass Sie M2 haben. Sie wissen, wie viel Puffer Sie benötigen, also haben Sie V2. Sie kennen die Molarität der Essigsäure (1 M), also haben Sie M1. Sie können diese Zahlen verwenden, um nach V1 zu lösen, der Menge an Essigsäurelösung, die Sie hinzufügen sollten, und dann dasselbe für das Natriumacetat, das ebenfalls eine 1 M Lösung ist.
Messen Sie mit dem Messzylinder das in Schritt 4 berechnete Volumen an Natriumacetat ab und geben Sie es in den Becher. Machen Sie dasselbe für die Essigsäure. Fügen Sie nun so viel Wasser hinzu, dass das Gesamtvolumen der Lösung auf die benötigte Gesamtpuffermenge (die V2-Menge aus Schritt 4) gebracht wird.
Verweise
- "Chemische Prinzipien, die Suche nach Einsicht, 4. Auflage"; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Sonoma State University: Department of Biology Animal Physiology -- Vorbereitung von Puffern
Tipps
- Eine andere Möglichkeit, einen Acetatpuffer herzustellen, besteht darin, Natriumhydroxid zu einer Essigsäurelösung zuzugeben, bis Sie den gewünschten pH-Wert erreichen. Natriumhydroxid ist eine starke Base und daher gefährlicher zu arbeiten, daher ist das obige Verfahren vorzuziehen.
Warnungen
- Essig und Natriumacetat wirken augenreizend und mild hautreizend. Nicht in Kontakt mit Augen oder Haut bringen.
Über den Autor
John Brennan hat seinen Sitz in San Diego und schreibt seit 2006 über Wissenschaft und Umwelt. Seine Artikel sind in "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" und "East Bay. erschienen Monatlich." Brennan hat einen Bachelor of Science in Biologie von der University of California, San Diego.
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